DE665636C

DE665636C - Arrangement for distributing the power required by the individual consumers of a constant current system to the individual constant current generators

Info

Publication number: DE665636C
Application number: DEP69354D
Authority: DE
Original assignee: GIUSEPPE MASSIMO PESTARINI DR
Current assignee: GIUSEPPE MASSIMO PESTARINI DR
Priority date: 1933-04-28
Filing date: 1934-04-28
Publication date: 1938-09-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Verteilung der von den einzelnen Verbrauchern oder Verbrauchergruppen einer Konstantstromanlage mit mehreren in Reihe geschalteten Konstantstromgeneratoren oder -umformern, insbesondere Umformermetadynen, und Verbrauchern benötigten Gesamtleistung auf die einzelnen ihnen zugeordneten, voneinander unabhängigen Konstantstromerzeuger. The invention relates to an arrangement for distributing the from the individual Consumers or groups of consumers of a constant current system with several in series switched constant current generators or converters, in particular converter metadynes, and consumers required total power on the individual assigned to them, independent constant current generator.

In einem Konstantstromreihenschlußkreis ist bekanntlich die an einem Teil des Stromkreises liegende Spannung ein Maß für die in diesem Teil des Stromkreises erzeugte oder verbrauchte Leistung. Um nun zu erreichen, daß in einer derartigen Konstantstromanlage mit mehreren in Reihe liegenden Verbrauchern und Stromerzeugern diese bei bestimmten Betriebsbedingungen nicht überlastet werden, sind gemäß der Erfindung die aus einer oder mehreren Maschinen bestehenden Generatorbzw. Umformergruppen mit den ihnen zugeordneten Verbrauchern durch zusätzliche Schaltverbindungen je zweier Punkte des Konstantstromkreises zu Gruppen zusammengefaßt. Werden als Stromerzeuger Querfeldmaschinen verwendet, so können diese erfindungsgemäß primärseitig parallel gesdhaltet werden. Bei derartigen Maschinen kann dann auch durch diese Maßnahme die gewünschte Lastverteilung erzielt werden.In a constant current series circuit is known to be on part of the circuit lying voltage is a measure of the power generated or consumed in this part of the circuit. In order to achieve now that in such a constant current system with several consumers in series and power generators these are not overloaded under certain operating conditions, are according to the invention consisting of one or more machines Generatorbzw. Converter groups with the consumers assigned to them through additional switching connections each at two points of the Constant current circuit combined into groups. Cross-country machines are used as power generators are used, these can be kept parallel on the primary side according to the invention will. With machines of this type, the desired Load sharing can be achieved.

Die Erfindung ermöglicht es mit einfachen Mitteln, daß eine Überlastung der einzelnen Stromquellen vermieden und außerdem eine Verbesserung des Wirkungsgrades der gesamten Anlage erzielt wird.The invention makes it possible with simple means that an overload of the individual Avoided power sources and also an improvement in the efficiency of the whole Plant is achieved.

Es ist bei Hochspannungsübertragungssystemen mit mehreren in Reihe geschalteten Generatoren und Verbrauchern bekannt, zur Vermeidung einer Unterbrechung des Stromes beim Auftreten einer Störung in der Übertragungsleitung einen Teil der Stromerzeugereinheiten mit einigen durch die jeweilige Lage des Fehlers in der Leitung bestimmten Verbrauchern über die Erde oder durch besondere Leitungen zu verbinden.It is used in high voltage transmission systems with several connected in series Generators and consumers known to avoid an interruption of the electricity part of the generating units in the event of a fault in the transmission line with some determined by the respective location of the fault in the line To connect consumers via the earth or by special cables.

Es ist auch bei einer Anlage mit mehreren an einem Konstantspannungsnetz liegenden Umformermetadynen in Achtersdhaltung bekannt, zur gleichmäßigen Verteilung der konstanten Netzspannung auf die einzelnen sekundärseitig in Reihe geschalteten Umformer diese gemeinsam anzutreiben und ihre Ständerwicklungen in Reihe zu schalten.It is also the case with a system with several connected to a constant voltage network Umformer metadynes in eighth position known, for the even distribution of the constant Mains voltage to the individual converters connected in series on the secondary side to drive them together and their To connect stator windings in series.

Weiterhin ist es bei einer Kraf tübertragungsanlage mit in Reihe geschalteten hauptschlußerregten Generatoren und Motoren bekannt, durch Verbindungsleitungen zwischen einzelnen Punkten des Stromkreises die Generatoren und Motoren zu Gruppen zusammenzufassen. Die Spannung und der Strom derartiger hauptschlußerregter GeneratorenIt is also used in a power transmission system with series-connected main-circuit exciters Generators and motors known by connecting lines between individual points of the circuit, the generators and to group motors together. The voltage and current of such generators with a main circuit

ändern sich gleichzeitig in demselben Sinne. Es muß daher in einer derartigen Anlage mit mehreren voneinander unabhängig arbeitenden Motoren für jeden Motor ein besonderer Generator- und getrennte Übertragungsleitunge'i vorgesehen werden Um die Zahl dieser Ubertragungsleitungen herabzusetzen, - sind in der bekannten Anlage die einzelnen Generatoren mit den ihnen zugeordnetenchange simultaneously in the same sense. It must therefore be included in such a system several independently working motors for each motor a special one Generator and separate transmission lines To reduce the number of these transmission lines, - In the known system are the individual generators with their assigned

ίο Motoren nach dem an sich bekannten Dreioder Mehrleitersystem miteinander verbunden. ίο Motors based on the well-known Dreioder Multi-conductor system connected to one another.

Demgegenüber liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, daß es bei Konstantstromanlagen mit mehreren Konstantstromerzeugern und Verbrauchern durch geeignete Anordnung von zusätzlichen Schaltverbindungen möglich ist, daß die einzelnen Stromerzeuger einer derartigen Anlage nur die von den ihnen zugeordneten Verbrauchern benötigte Leistung übernehmen.In contrast, the invention is based on the idea that there is constant current systems with several constant current generators and consumers through a suitable arrangement of additional switching connections it is possible that the individual power generators of such a system only those of take over the power required by the consumers assigned to them.

Es ist zwar bei Konstantspannungsanlagen bekannt, zur gleichmäßigen Verteilung der von einem Verbrauc'hernetz benötigten Leistung bei mehreren parallel geschalteten Konstantspannungsgeneratoren Ausgleichsleitungen vorzusehen und die Erregung der Generatoren in Abhängigkeit von den in diesen Leitungen fließenden Ausgleichsströmen zu regeln. Diese bei Konstantspannungssystemen bekannte Lösung kann jedoch bei Konstantstromsystemen nic'ht angewendet werden.It is true with constant voltage systems known to evenly distribute the amount needed by a consumer network Power in the case of several constant voltage generators connected in parallel, compensating lines must be provided and the excitation of the Generators depending on the equalizing currents flowing in these lines to regulate. This solution, which is known for constant voltage systems, can, however cannot be used in constant current systems.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise für Anlagen mit Metadynen veranschaulicht. Die Erfindung kann natürlich auch bei Konstantstromgeneratoren oder -umformern anderer Bauart sowie bei Motorgeneratoren, die konstanten Strom abgeben, angewendet werden, z. B. bei Krämermaschinen. The invention is illustrated in the drawing, for example, for systems with metadynes. The invention can of course also be applied to constant current generators or converters of other types and to motor generators, delivering constant current, can be applied, e.g. B. at shopkeeping machines.

Eine Umformermetadyne ist bekanntlich eine umlaufende Maschine, welche die ihr zugeführte elektrische Leistung von konstanter Spannung und veränderlichem Strom in elektrische Leistung von veränderlicher Spannung und konstantem Strom umformt. Die Wicklung des mit konstanter Drehzahl umlaufenden Läufers ist ähnlich wie die Ankerwicklung einer Gleichstrommaschine mit einem Stromwender verbunden. Dem Stromwender der Metadyne sind gewöhnlich vier Bürsten zugeordnet, von denen zwei Bürsten mit dem primären Stromkreis und zwei Bürsten mit dem oder den sekundären Stromkreisen verbunden sind.A Umformermetadyne is known to be a rotating machine, which you supplied electrical power of constant voltage and variable current converted into electrical power of variable voltage and constant current. The winding of the rotor rotating at constant speed is similar to that Armature winding of a DC machine connected to a commutator. Metadyne commuters are common four brushes assigned, of which two brushes with the primary circuit and two brushes with the secondary circuit Circuits are connected.

Der in der Läuferwicklung fließende primäre Strom erzeugt einen primären Fluß vorbestimmter Richtung, der seinerseits in den Läuferleitern eine derartige Spannung induziert, daß in dem oder den sekundären Stromkreisen bei veränderlicher Spannung ein konstanter sekundärer Strom fließt.The primary current flowing in the rotor winding creates a primary flux predetermined direction, which in turn in the rotor conductors such a voltage induces that in the secondary circuit or circuits with variable voltage a constant secondary current flows.

Die Metadyne hat außerdem einen Ständer, der für die durc'h die Läuferströme erzeugten Flüsse einen magnetischen Rückschluß geringen magnetischen Widerstandes bildet. Auf dem Ständer können auch Wicklungen vorgesehen sein, deren magnetische Flüsse sich mit den magnetischen Flüssen der Läuferwicklung zu resultierenden Flüssen zusammensetzen. Hierdurch können die Kennlinien der Maschine geregelt werden. Diese Wicklungen können in der primären oder sekundären Bürstenachse wirken. Durch Regelung der Durchflutung einer in der sekundären Bürstenachse wirkenden sogenannten sekundären Stromregelwicklung kann der von der Umformermetadyne zu dem oder den Verbrauchern fließende sekundäre Strom eingestellt werden. Die vorstehend beschriebene einfache Umformermetadyne kann natürlich, ohne an dem Grundprinzip etwas zu ändern, in mannigfacher Weise geändert werden.The Metadyne also has a stand that generates currents for the rotor Fluxes form a magnetic return path of low magnetic resistance. Windings can also be provided on the stator, their magnetic fluxes combine with the magnetic fluxes of the rotor winding to form the resulting fluxes. This allows the machine's characteristics to be regulated. These windings can be in the primary or secondary brush axis act. By regulating the flow of one in the secondary The so-called secondary current control winding acting on the brush axis can be transmitted from the converter metadyne to the one or the other Consumers flowing secondary electricity can be adjusted. The one described above simple Umformermetadyne can of course, without changing anything in the basic principle, can be changed in many ways.

Eine als Generator arbeitende Metadyne mit einer an die primären Bürsten angeschlossenen Stromquelle ist mit Ständerwicklungen versehen, die in dem primären Stromkreis der Metadyne liegen oder von einer besonderen Stromquelle derart erregt werden, daß die von diesen Ständerwicklungen hervorgerufenen Durchflutungen in derselben Richtung wirken wie die in der primären Bürstenachse wirkende Läuferdurchflutung. Einer solchen Maschine wird die sekundärseitig abgegebene elektrische Leistung teilweise durch den Antrieb des Läufers, teilweise von der primären Stromquelle zugeführt.A Metadyne working as a generator with a power source connected to the primary brushes is with stator windings provided, which are in the primary circuit of the Metadyne or are excited by a special power source in such a way, that the fluxes caused by these stator windings in the same Direction act like the rotor flow acting in the primary brush axis. The electrical power output on the secondary side is partially used in such a machine by the drive of the rotor, partly supplied by the primary power source.

Bei einer Umformermetadyne wird die an den sekundären Stromkreis abgegebene ^Io° Leistung stets von der primären Stromquelle geliefert. Die auf die Masohinenwelle übertragene mechanische Leistung reicht nur zum Antrieb des Umformers mit konstanter Drehzahl und zur Überwindung der Lager- und Luftreibung und anderer mechanischer Verluste. With a converter metadyne, the ^Io ° power delivered to the secondary circuit is always supplied by the primary power source. The mechanical power transmitted to the Masohinen shaft is only sufficient to drive the converter at constant speed and to overcome the bearing and air friction and other mechanical losses.

Abb. ι zeigt einen Reihenschlußstromkreis mit zwei Umformermetadynen M₁ und M₂ und acht Verbrauchern, beispielsweise den ^11<J Motoren D₁ bis D_s, Den primären Strom für diese Metadynen liefern die Generatoren P₁ und P₂. Der Punkt 1 des Reihenschlußstromkreises ist mit dem Punkt 2 durch die Verbindungsleitung 3 verbunden, so daß zwei ^1J5 geschlossene Stromkreise vorhanden sind. Jeder Stromkreis enthält eine Umformermetadyne und vier Verbraucher, deren Gesamtleistung so groß ist, daß der Umformer diese Gesamtleistung aufbringen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Umformermetadynen M₁ und M₂ gleich groß.Fig. Ι shows a series circuit with two converter metadynes M ₁ and M ₂ and eight consumers, for example the ^{11 <J} motors D ₁ to D _s , the primary current for these metadynes are supplied by the generators P ₁ and P ₂ . Point 1 of the series circuit is connected to point 2 by connecting line 3 , so that two ^1J 5 closed circuits are present. Each circuit contains a converter metadyne and four consumers, the total output of which is so large that the converter can provide this total output. In this exemplary embodiment, the converter metadynes M ₁ and M _{2 are of the} same size.

Bei der Anordnung nach Abb. ζ sind drei Umformermetadynen M₁, M₂, M_s in Reihe mit zehn Motoren D₁ bis D₁₀ geschaltet. Es ist hierbei angenommen, daß alle Motoren gleiche Größe besitzen. Die Metadynen M₁, M₂ und M₃ sind so ausgelegt, daß sie die ihnen zugeordneten vier bzw. zwei bzw. vier Motoren mit Leistung versorgen können. Die Punkte 4 und 6 des Reihenschlußkreises sind mit den Punkten 5 bzw. 7 durch die Verbindungsleitungen 8 bzw. 9 verbunden. Es entstehen hierdurch drei geschlossene Stromkreise. In jedem dieser Stromkreise liegt eine Metadyne mit der ihr zugeordneten Anzahl Motoren.In the arrangement according to Fig. Ζ , three converter metadynes M ₁ , M ₂ , M _{s are connected} in series with ten motors D ₁ to D ₁₀ . It is assumed here that all motors are the same size. The metadynes M ₁ , M ₂ and M ₃ are designed so that they can supply the four or two or four motors assigned to them with power. Points 4 and 6 of the series circuit are connected to points 5 and 7 by connecting lines 8 and 9, respectively. This creates three closed circuits. In each of these circuits there is a Metadyne with the number of motors assigned to it.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 sind drei Metadynen M₁, M₂ und M₃ und drei Motoren D₁, D₂ und D₃ vorhanden. Jede Metadyne ist derart ausgelegt, daß sie den benachbarten Motor mit Leistung versorgen kann. Die durch die Leitungen 13 und 14 miteinander verbundenen Punkte 10, 11 und 12 liegen zwischen einem einen Teil der Last bildenden Motor und einer benachbarten Metadyne. Eine derartige Anordnung vermindert die längs des Hauptsekundärkreises auftretenden Spannungsspitzen. Die Spannung in dem Reihenschlußstromkreis steigt nämlich mit jedem Stromerzeuger und fällt mit jedem Verbraucher. Zur Festlegung des Punktes niedrigster Spannung in dem System kann auch einer der Punkte 10, 11 oder 12 mit der Erde verbunden werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, there are three metadynes M ₁ , M ₂ and M ₃ and three motors D ₁ , D ₂ and D ₃ . Each Metadyne is designed to provide power to the neighboring engine. The points 10, 11 and 12 connected to one another by the lines 13 and 14 lie between a motor forming part of the load and an adjacent metadyne. Such an arrangement reduces the voltage peaks occurring along the main secondary circuit. The voltage in the series circuit rises with each generator and falls with each consumer. One of the points 10, 11 or 12 can also be connected to earth to determine the point of lowest voltage in the system.

Bisweilen ist es möglich, für jede Verbrauchergruppe einen Punkt festzulegen, dessen Potential gleich oder annähernd dem Durchschnittswert des höchsten Potentials der Verbrauchergruppe ist.Sometimes it is possible to set a point for each consumer group, its potential equal to or close to the average value of the highest potential the consumer group is.

Abb. 4 zeigt einen Stromkreis mit drei Metadynen M₁, M₂ und M₃ und drei als Doppelmotoren ausgebildeten Verbrauchern D₁, D₁₀, D₂, D_2a und D₃, D_3u. Es sei angenommen, daß die gemeinsamen Klemmen der Doppelmotoren neutrale Punkte sind. DiesePunkte 15, 16 und 17 sind durch die Leitungen 18 und 19 in ähnlicher Weise wie die Punkte 10, 11 und 12 der Anordnung nach Abb. 3 miteinander verbunden.Fig. 4 shows a circuit with three metadynes M ₁ , M ₂ and M ₃ and three consumers D ₁ , D ₁₀ , D ₂ , D _2a and D ₃ , D _{3u designed as double motors} . Assume that the common terminals of the twin motors are neutral points. These points 15, 16 and 17 are interconnected by lines 18 and 19 in a manner similar to points 10, 11 and 12 in the arrangement of FIG.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 liegen sowohl die drei Metadynen M₁, M₂ und M₃ für sich als auch die vier Motoren D₁, D₂, D₃ und D₄ für sich in dem Hauptstromkreis unmittelbar nebeneinander. Es sei hierbei angenommen, daß die Metadynen M₁, M₂ und M₃ die von den Motoren D₁, D₂ bzw. D₃ und D₄ benötigte Leistung liefern. Die zusätzlichen Leitungen I3_B und I4_a verbinden die zwischen den Metadynen M₁, M₂ und M₃ liegenden Punkte mit den zwischen den Motoren D₁, D₂ bzw. D₃, D₄ liegenden Punkten. Sofern eine ungerade Zahl von Ouerfeldmaschinen mit Verbrauchern in Reihe geschaltet ist, können die neutralen Punkte der Läuferwicklungen der Stromerzeuger, die in bezug auf die sekundäre Spannung in der Mitte liegen, oder Punkte, deren Spannung sich von der Spannung der neutralen Punkte um einen konstanten Wert unterscheidet, miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann eine der primären Bürsten jedes der Stromerzeuger M₁, M₂ und M₃ mit den entsprechenden primären Bürsten der anderen Stromerzeuger verbunden werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, both the three metadynes M ₁ , M ₂ and M ₃ for themselves and the four motors D ₁ , D ₂ , D ₃ and D ₄ for themselves are located directly next to one another in the main circuit. It is assumed here that the metadynes M ₁ , M ₂ and M ₃ supply the power required by the motors D ₁ , D ₂ or D ₃ and D _4. The additional lines I3 _B and I4 _a connect the points lying between the metadynes M ₁ , M ₂ and M ₃ with the points lying between the motors D ₁ , D ₂ and D ₃ , D ₄ . If an odd number of Ouerfeld machines with consumers is connected in series, the neutral points of the rotor windings of the power generator, which are in the middle with respect to the secondary voltage, or points whose voltage differs from the voltage of the neutral points by a constant value differs, be connected to each other. For example, one of the primary brushes of each of the power generators M ₁ , M ₂ and M _{3 can be} connected to the corresponding primary brushes of the other power generators.

Eine derartige Anordnung zeigt Abb. 6. Bei dieser Anordnung sind die primären Bürsten 20, 21 und 22 der Metadynen M₁, M₂ bzw. M₃ durch die Leitung 23 und die primären Bürsten 24, 25 und 26 durch die Leitung 27 miteinander verbunden. Bei einer derartigen Anordnung können dann, wie dies in Abb. 7 veranschaulicht ist, die primären Stromquellen P₁, P₂ und P₃ der Metadynen M₁, M₂ und M₃ durch eine einzige Stromquelle P ersetzt werden.Such an arrangement is shown in Fig. 6. In this arrangement, the primary brushes 20, 21 and 22 of the Metadynen M _1, M ₂ and M ₃ through the line 23 and primary brushes 24, 25 and 26 connected by the line 27 . With such an arrangement, as is illustrated in FIG. 7, the primary current sources P ₁ , P ₂ and P _{3 of} the metadynes M ₁ , M ₂ and M _{3 can be} replaced by a single current source P.

Die in Abb. 6 und 7 dargestellten Anordnungen können nur dann verwendet werden, wenn neutrale Punkte oder Punkte, deren Potential in der Mitte zwischen den Bürstenpotentialen der Maschine liegt, miteinander verbunden werden können. Bei den in Abb. 6 und 7 veranschaulichten Anordnungen können daher Krämermaschinen nicht verwendet werden.The arrangements shown in Figs. 6 and 7 can only be used if neutral points or points, their potential in the middle between the brush potentials the machine can be connected to each other. In the arrangements illustrated in Figs. 6 and 7, therefore grocer machines are not used.

In ein Konstantstromreihenschlußsystem können außer den Konstantstromgeneratoren oder -umformern auch gewöhnliche Konstantspannungsgeneratoren eingeschaltet werden. Die höchste sekundäre Spannung der Konstantstromgeneratoren oder -umformer addiert oder subtrahiert sich dann von der Spannung des benachbarten Konstantspannungsgenerators. Man erhält dadurch eine resultierende EMK, welche der Summe aller Gegen-EMKe in dem sekundären Stromkreis gleich sein kann, ohne daß der gewünschte Höchstwert 10g der Spannung der Konstantstrommaschine überschritten werden muß.In addition to the constant current generators or converters, ordinary constant voltage generators can also be switched on. The highest secondary voltage of the constant current generators or converters is added or is then subtracted from the voltage of the neighboring constant voltage generator. This gives a resultant EMF which is equal to the sum of all back EMFs in the secondary circuit can without the desired maximum value 10g of the voltage of the constant current machine must be exceeded.

Ist der Reihenschlußstromkreis durch Verbindungsleitungen in der oben beschriebenen Weise in mehrere Teile aufgeteilt, so kann eine ähnliche Beziehung zwischen der von den Stromerzeugern in jedem Teilstromkreis induzierten sekundären EMK und der in diesem Teilstromkreis auftretenden Gegen-EMK bestehen.Is the series circuit through connecting lines in the above described Way divided into several parts, so may have a similar relationship between that of the Generators in each subcircuit induced secondary EMF and the back EMF occurring in this subcircuit exist.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for the distribution of the individual consumers or groups of consumers a constant current system with several constant current generators or converters connected in series

mers, especially converter metadynes, and consumers required total power to the individual constant current generators assigned to them and independent of one another, characterized in that that from one or more machines existing generator or converter groups with their assigned Consumers combined into groups by means of additional switching connections for two points in the constant current circuit are.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that one of the connection points of the constant current circuit is connected to earth.

3. Arrangement for the distribution of the individual consumers or groups of consumers a constant current system with an odd number of series-connected, as generators or Transducers working cross-field machines, especially metadynes, and consumers required total power on the individual power generators assigned to them, independent of one another, dadurdh characterized in that the points of the rotor windings of the cross-field machines which are neutral with respect to the secondary voltage or points whose voltage differs from that of the neutral points by a constant value, are connected to each other.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that for delivery the power supplied on the primary side for several or all cross-country machines common primary power source is provided.

5. Arrangement according to claim 1 or the following, characterized in that that the generating groups and consumer groups in the constant current circuit alternate one after the other.

6. Arrangement according to claim 1 or the following, characterized in that that in the constant current circuit except for the constant current generators or converters Constant voltage generators are arranged.

1 sheet of drawings